DE19926111C2

DE19926111C2 - Verfahren zur Regelung des Höhenstandes und der Konsistenz in einem Teilstoffdosierbehälter

Info

Publication number: DE19926111C2
Application number: DE19926111A
Authority: DE
Inventors: Taisto Huhtelin
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Oy
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: DE19926111A1; JP4279461B2; ATE259907T1; DE69914919D1; US6210529B1; WO1999064669A1; FI103677B1; JP2002517636A; EP1102888B1; CA2334706A1; FI981328A0; CA2334706C; AU4620099A; FI103677B; EP1102888A1

Description

Die Erfindung betrifft ein im Oberbegriff des Patentan spruchs 1 definiertes Verfahren zur Regelung des Höhen standes eines Teilstoffdosierbehälters und der Konsistenz eines Teilstoffs.

Die Stoffzufuhr einer Papiermaschine ist im allgemeinen im wesentlichen folgende. Die Stoffkomponenten werden in der Fabrik in gesonderten Stoffturmbehältern gelagert. Aus den Stoffturmbehältern werden die Stoffe in Dosierbehälter und von dort weiter in einen gemeinsamen Mischbehälter gespeist, in dem die Teilstoffe miteinander gemischt werden. Aus dem Mischbehälter wird der Stoff in den Maschinenbehälter geför dert, aus dem ein Überlauf zurück zum Mischbehälter führt.

Aus dem Maschinenbehälter wird der Stoff in den Verdün nungsteil des Siebwasserbehälters gespeist, in dem der Stoff mit aus der Siebpartie gesammeltem Siebwasser verdünnt wird. Vom Siebwasserbehälter wird der Stoff durch Zentrifugalrei niger in einen Entlüftungsbehälter gespeist, aus dem der entlüftete Stoff durch den Maschinenfilter in den Stoffauf lauf und durch den Lippenspalt des Stoffauflaufs in die Siebpartie geführt wird. Die Umführung des Stoffauflaufs wird zurück in den Entlüftungsbehälter und das in der Sieb partie gesammelte Siebwasser wird in den Siebwasserbehälter geführt.

Flächengewicht und Aschegehalt des Papiers werden di rekt vor dem Aufrollen an dem fertigen, trockenen Papier im allgemeinen online mit Meßgeräten gemessen, die auf Beta- und Röntgenstrahlung basieren. Aufgrund der Messung wird das Flächengewicht des Papiers z. B. mit einem sog. Flächenge wichtsventil geregelt, mit dem der Stoffdurchfluß nach dem Maschinenbehälter gesteuert wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Drehzahl der Stoff aus dem Maschinenbe hälter in den Siebwasserbehälter speisenden Pumpe zu regeln. Der Aschegehalt wird durch Füllstoffdosierung beeinflußt. Das in Laufrichtung der Papiermaschine gesehen quer verlau fende Flächengewichtsprofil wird durch den Einbau eines quer über die Bahn sich hin und her bewegenden Meßgeräts erzielt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird angestrebt, im Dosierbehälter den Höhenstand konstant und die gewünschte Konsistenz des Stoffes im ganzen Dosierbehälter die ganze Zeit konstant zu halten.

Die charakteristischen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Patentanspruch 1 definiert.

Bei Prozeßlösungen, in denen keine Mischbehälter-Ma schinenbehälterlösung verwendet wird, werden die Teilstoffe direkt in das in der Hauptleitung des Prozesses vorhandene Mischvolumen gespeist. Dabei wird vorausgesetzt, daß im Teilstoffdosierbehälter die ganze Zeit konstante Konsistenz und konstanter Druck herrscht. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im Teilstoffdosierbehälter die ganze Zeit konstante Konsistenz und konstanter Druck gesichert.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in herkömm lichen Prozeßlösungen der Stoffzuführung eingesetzt werden, bei denen die Mischbehälter-Maschinenbehälterlösung angewen det wird.

Hinsichtlich der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbundenen neuen Prozeßanordnung wird auf die FI-Patent anmeldung 981327 der Anmelderin hingewiesen.

Hinsichtlich der in der mit dem erfindungsgemäßen Ver fahren verbundenen neuen Prozeßanordnung anzuwendenden Flä chengewichtsregelung wird auf die FI-Patentanmeldung 981329 der Anmelderin hingewiesen.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf eini ge in den Figuren der beigefügten Zeichnungen dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, auf welche die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist.

Fig. 1 zeigt das Schema einer herkömmlichen Prozeßan ordnung einer Papiermaschinenstoffzuführung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren zum Halten des Höhenstandes eines Dosierbehälters und der Konsistenz auf einem konstanten Wert eingesetzt werden kann.

Fig. 2 zeigt das Schema einer weiteren herkömmlichen Prozeßanordnung einer Papiermaschinenstoffzuführung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren zum Halten des Höhenstandes eines Dosierbehälters und der Konsistenz auf einem konstan ten Wert eingesetzt werden kann.

Fig. 3 zeigt eine Variante der Prozeßanordnung nach Fig. 2.

Fig. 4 zeigt eine zweite Variante der Prozeßanordnung nach Fig. 2.

Fig. 5 zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Prozeß anordnung, bei der der Höhenstand des Dosierbehälters und die Konsistenz des Dosierbehälters auf einem konstanten Wert gehalten werden können.

In Fig. 1 ist eine herkömmliche Prozeßanordnung einer Papiermaschinenstoffzuführung vom Stand der Technik gezeigt. In der Figur ist nur ein Teilstoff dargestellt. In der Figur nicht gezeigt sind die Faserrückgewinnung, die Durchflußre gelungen des Teilstoffs und auch nicht die Höhenstandsrege lung des Teilstoffdosierbehälters.

In Fig. 1 wird der Teilstoff M₁ aus dem Vorratsbehälter 10 mit der ersten Pumpe 11 in den Dosierbehälter 20 geför dert. Dem Teilstoff wird eine Verdünnungswasserströmung durch das Regelungsventil 18 an der ersten Pumpe 11 zuge führt. Außerdem wird der Teilstoff im unteren Teil des Stoffturmbehälters 10 mit der in diesen geförderten Verdün nungswasserströmung 9 verdünnt. Vom Dosierbehälter 20 wird der Teilstoff M₁ mit der zweiten Pumpe 21 durch das Regel ventil 22 und das Speiserohr 23 in die in den Mischbehälter 30 führende Hauptleitung 60 des Prozesses gespeist. Aus dem Mischbehälter 30 wird der Stoff mit der dritten Pumpe 31 in den Maschinenbehälter 40 gespeist. Aus dem Maschinenbehälter 40 wird der Maschinenstoff M_T mit der vierten Pumpe 41 durch ein zweites Regelventil 42 in den primären Kreislauf ge speist. Vom Maschinenbehälter 40 führt zusätzlich ein Über lauf 43 zurück in den Mischbehälter 30. Mischbehälter 30 und Maschinenbehälter 40 bilden eine Stoffausgleichseinheit und in diesen wird der Stoff auf seine endgültige Dosierungskon sistenz verdünnt. Außerdem wird mit ihnen die gleichmäßige Dosierung des Maschinenstoffs gesichert.

Die Dosierung der Teilstoffe M_i in den Mischbehälter 30 erfolgt so, daß im Mischbehälter 30 die ganze Zeit ange strebt wird, den Höhenstand konstant zu halten. Aufgrund der vom Höhenstandsmeßgeber LT des Mischbehälters 30 gemessenen Höhenstandsänderungen errechnet die Höhenstandsregelung den Gesamtbedarf Q_tot des zu dosierenden Stoffs, welche Informa tion in den Dosierungsregelungsblock 25 des Teilstoffs über tragen wird. In den Dosierungsregelungsblock 25 werden au ßerdem der im voraus bestimmte Stoffanteilswert K_Qi und der Konsistenzwert Cs_i des Teilstoffs M_i übertragen.

Der Dosierungsregelungsblock 25 errechnet den Gesamtbe darf Qtot des Stoffs M_T und aufgrund der vorausbestimmten Teilstoffanteile K_Qi den Speisebedarf Q_i des Teilstoffs. Aufgrund des Teilstoffspeisebedarfs Q_i und der Konsistenzda ten Cs_i des Teilstoffs M_i errechnet der Dosierungsregelungs block 25 des Teilstoffs den Zieldurchfluß F_i des Teilstoffs M_i. Aufgrund des Zieldurchflusses F_i wird das Regelventil 22 zur Erzielung der genannten Strömung F_i in den Mischbehälter 30 gesteuert. Der Durchfluß F_i des Teilstoffs M_i wird auch die ganze Zeit mit dem Durchflußgeber FT gemessen, dessen Meßsignal über den Durchflußregler FC zum Teilstoffregelven til 22 übertragen wird.

Aus dem Mischbehälter 30 wird der Stoff mit der dritten Pumpe 31 mit konstanter Geschwindigkeit in den Maschinenbe hälter 40 gespeist. In dieser Pumpphase wird auch die Rege lung der Stoffkonsistenz auf die gewünschte Zielkonsistenz des Maschinenstoffs M_T durchgeführt. Das geschieht mit Ver dünnungswasser, das durch das Regelventil 32 in den Austritt des Mischbehälters 30 zur Saugseite der dritten Pumpe 31 ge speist wird. Der im Mischbehälter 30 im allgemeinen mit ei ner Konsistenz von 3,2% vorhandene Stoff wird mit Verdün nungswasser auf seine endgültige Dosierungskonsistenz von ca. 3% verdünnt. Zum Regelventil 32 des Verdünnungswassers wird das Meßsignal des auf der Druckseite der Pumpe 31 ange brachten Konsistenzmeßgebers AT übertragen. Zum Flächenge wichtsregler wird das Meßsignal Cs_T des Konsistenzmeßgebers AT übertragen, als Messung entweder hinter der dritten Pumpe 31 oder hinter der vierten Pumpe 41.

Die Flächengewichtsregelung erfolgt so, daß der Flä chengewichtsregler 50 das Regelventil 42 hinter der vierten Pumpe 41 steuert. Mit dem Regelventil 42 wird der Durchfluß des in den Prozeß zu speisenden Stoffs geregelt, der wieder um das Flächengewicht der aus der Papiermaschine erhältli chen Papierbahn beeinflußt. Durch Erhöhen des Durchflusses nimmt das Flächengewicht zu und durch Senken des Durchflusses nimmt es ab.

Im Flächengewichtsregler 50 werden die Maschinenge schwindigkeitsänderungen und möglicherweise auch die Kon sistenzänderungen des Maschinenstoffs, die Aschedosie rungsänderungen und die Retentionsänderungen berücksichtigt. Aufgrund dieser Parameter errechnet die Flächengewichtsrege lung den Zielwert des Maschinenstoffdurchflusses.

Bei den Lösungen vom Stand der Technik wird im allge meinen angenommen, daß aus dem Bereich des primären Kreis laufs keine das Flächengewicht der Papierbahn beeinflussen den Störungen kommen. Dabei wird vorausgesetzt, daß in der Funktion der Zentrifugalreiniger, des Entlüftungsbehälters und des Maschinenfilters keine Änderungen eintreten, durch welche Stoffkomponenten des Maschinenstoffs aus dem Prozeß austreten könnten. Desgleichen wird davon ausgegangen, daß die Konsistenz des aus dem Siebwasserbehälter zu pumpenden Verdünnungswassers konstant bleibt.

In Fig. 2 ist das Schema einer zweiten Prozeßanordnung der Teilstoffzuführung gezeigt, in der das erfindungsgemäße Verfahren zum Halten des Höhenstandes eines Dosierbehälters und der Konsistenz auf einem konstanten Wert anwendbar ist. Jeder Teilstoff M_i wird aus seinem Dosierbehälter 20 _i mit der Pumpe 21 _i durch das Speiserohr 23 _i in die Speiseleitung 100 zwischen dem Entlüftungsbehälter 200 und der ersten Pum pe 110 der Hauptleitung des Prozesses gespeist. Die erste Pumpe 110 der Hauptleitung speist den Stoff durch den Sor tierer 115 und den Zentrifugalreiniger 120 zur Saugseite der zweiten Pumpe 130 der Hauptleitung. Die zweite Pumpe 130 der Hauptleitung speist den Stoff durch den Maschinenfilter 140 in den Stoffauflauf 150. Das in der Siebpartie 160 gesammel te Siebwasser wird mit der Wasserumlaufpumpe 170 in den Ent lüftungsbehälter 200 gefördert. Das überflüssige Siebwasser wird mit dem Überlauf F₄₀ in den Druck der umgebenden Luft geführt.

Die Teilstoffe M_i werden aus den Teilstoffdosierbehäl tern 20 _i in dem vom Entlüftungsbehälter 200 kommenden Ver dünnungswasserspeiserohr 100 exakt in das Stoffmischungs volumen dosiert. Der genaue konstante Druck des zu dosieren den Teilstoffs wird erzielt, indem der Höhenstand des Teil stoffdosierbehälters 20 _i und die Konsistenz konstant gehal ten werden und an der Mischungsstelle der Teilstoffe M_i kon stanter Gegendruck ausgeführt wird. Der genaue konstante Druck des Mischungsvolumens wird dadurch erreicht, daß zwi schen der Düse des Teilstoffes M_i und dem Mischungsvolumen eine ausreichende Druckminderung erfolgt, wodurch die Dosie rung nicht durch Druckänderungen des Mischungsvolumens ge stört wird.

In Fig. 2 erfolgt die Verdünnung des Stoffs in zwei Stufen. Die Verdünnung der ersten Stufe erfolgt auf der Saugseite der ersten Pumpe 110 der Hauptleitung, wo die Teilstoffe M_i in die Speiseleitung 100 zwischen dem Entlüf tungsbehälter 200 und der ersten Pumpe 110 der Hauptleitung gespeist werden. Im Entlüftungsbehälter 200 wird der Höhen stand mit dem primärseitigen Höhenstandsregler (in der Figur nicht gezeigt) konstant gehalten, der die Drehzahl der Um laufwasserpumpe 170 steuert. Die Strömung in die Speiselei tung 100 erfolgt durch Staudruck unter konstantem Druck, womit der Speisedruck der Verdünnungswasserströmung F₁₀ kon stant bleibt. Dadurch wird den Teilstoffen M_i ein konstanter Gegendruck gesichert, während sie in die Speiseleitung 100 gespeist werden. Mit der ersten Pumpe 110 der Hauptleitung wird die ganze Zeit ein konstantes Volumen zur Stoffreini gung 115, 120 und zur Verdünnung der zweiten Stufe gepumpt.

Die Verdünnung der zweiten Stufe wird auf der Saugseite der zweiten Speisepumpe 130 ausgeführt, wohin eine zweite Verdünnungswasserströmung F₂₀ konstanten Druckes mit Stau druck aus dem Entlüftungsbehälter 200 gebracht wird. Die Druckregelung des Stoffauflaufs 150 steuert die Drehzahl der zweiten Speisepumpe 130 der Hauptleitung.

Zusätzlich wird eine dritte Verdünnungswasserströmung F₃₀ mit der Verdünnungswasserspeisepumpe 180 aus dem Entlüf tungsbehälter 200 durch den Filter 190 in den Verdünnungs stoffauflauf 150 gespeist. Mit dieser dritten in den Verdün nungsstoffauflauf 150 zu speisenden Verdünnungswasserströ mung F₃₀ wird die Profilierung der Stoffkonsistenz in Quer richtung der Maschine ausgeführt.

In Fig. 3 ist eine Variante der Prozeßanordnung nach Fig. 2 gezeigt, bei der der Entlüftungsbehälter 200 unter halb der Siebpartie 160 angeordnet ist. Dabei kann das Sieb wasser aus der Siebpartie 160 mit Staudruck direkt in den Entlüftungsbehälter 200 geführt werden. Aus dem Entlüftungs behälter 200 wird das Verdünnungswasser mit der Umlaufwas serpumpe 170 in die erste F₁₀ und die zweite F₂₀ Verdünnungs stufe der Hauptleitung gespeist. In den Verdünnungsstoffauf lauf 150 wird weiter mit der Verdünnungswasserspeisepumpe 170 durch den Filter 190 eine dritte Verdünnungswasserströ mung gespeist. In der ersten F₁₀ und zweiten F₂₀ Verdünnungs wasserströmung kann durch die Drehzahlregelung der Umlauf wasserpumpe 170 und/oder Drosselung der Speiseleitungen 100, 101 der Druck konstant gehalten werden. Zwischen der Sieb partie 160 und dem Entlüftungsbehälter 200 befindet sich auch hier ein Überlauf F₄₀, aus dem das überflüssige Sieb wasser in den umgebenden Luftdruck geführt wird. Am Entlüf tungsbehälter 200 wird der Höhenstand im Punkt A gemessen und mit dem Höhenstandsregler LIC wird der Drehzahlregler FIC gesteuert, der das Ventil 201 der von der Siebpartie 160 zum Entlüftungsbehälter 200 führenden Leitung steuert. Auf diese Weise wird die Oberfläche des Entlüftungsbehälters 200 auf konstanter Höhe gehalten.

In Fig. 4 ist eine weitere Variante der Prozeßanordnung nach Fig. 2 gezeigt, bei der der Entlüftungsbehälter 200 ganz weggelassen ist. Hierbei müssen Stoffauflauf 150 und Siebpartie 160 völlig geschlossen sein, so daß der Stoff nicht mit der umgebenden Luft in Berührung kommt. Das aus der geschlossenen Siebpartie 160 gesammelte Siebwasser wird dabei direkt mit der Umlaufwasserpumpe 170 in die erste F₁₀ und zweite F₂₀ Verdünnungsstufe der Hauptleitung gespeist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Halten des Höhen stands eines Dosierbehälters und der Konsistenz auf einem konstanten Wert kann naturgemäß auch in Verbindung mit den Prozeßanordnungen nach Fig. 3 und 4 angewendet werden.

In Fig. 2 bis 4 ist eine Situation gezeigt, bei der ein Verdünnungsauflauf verwendet wird, aber die Erfindung kann auch bei einem Stoffauflauf anderer Art verwendet werden. Dabei sind die zweite Umlaufwasserpumpe 180 und der damit verbundene Maschinenfilter 190 überhaupt nicht erforderlich.

Die in Fig. 2 bis 4 vorhandenen Sortierer 115 und Zen trifugalreiniger 120 der Hauptleitung können ein- oder mehr stufig sein.

Die in der Hauptleitung von Fig. 2 bis 4 gezeigte erste Speisepumpe 110, der Sortierer 115 und der Zentrifugalreini ger 120 können ganz weggelassen werden in einer Situation, bei der die Teilstoffe M_i schon vor den Dosierbehältern 20 _i ausreichend gereinigt sind. Dabei sind in der Hauptleitung des Prozesses nur die Speisepumpe 130 und der auf diese fol gende Maschinenfilter 140 erforderlich.

In Fig. 5 ist das Schema einer erfindungsgemäßen Pro zeßanordnung gezeigt, bei der der Stoffhöhenstand S₂₀ des Dosierbehälters 20 und die Konsistenz Cs₂₀ des Dosierbehäl ters 20 geregelt werden können. Der Teilstoff M₁ wird aus dem unteren Teil 10a des Stoffturmbehälters 10 mit einer ersten Pumpe 11 als Strömung F₁₁ in den Dosierbehälter 20 geführt wird. Aus dem Dosierbehälter 20 wird Teilstoff mit einer dritten Pumpe 21 in die zum Stoffauflauf führende Hauptspeiseleitung 100 (Fig. 2, 3 und 4) gespeist. Vom Do sierbehälter 20 führt ein Überlauf F₁₃ in den Pumpbehälter 20a, aus dem der Teilstoff M₁ mit der zweiten Pumpe 12 als Strömung F₁₂ zurück in den unteren Teil 10a des Stoffturm behälters 10 geführt wird.

In die vom unteren Teil des Stoffturmbehälters 10 zur Saugseite der ersten Pumpe 11 führende Austrittsleitung 13a wird eine erste Verdünnungswasserströmung F₁₅ gespeist, mit der die von der Austrittsleitung 13a mit der ersten Pumpe 11 durch die erste Speiseleitung 13b zum Dosierbehälter 20 ge führte Stoffströmung F₁₁ auf die gewünschte Konsistenz ver dünnt wird. In die von der Druckseite der zweiten Pumpe 12 zum unteren Teil 10a des Vorratsbehälters 10 führende zweite Speiseleitung 14b wird wiederum eine zweite Verdünnungswas serströmung F₁₆ gespeist, mit der die Konsistenz Cs_10a im un teren Teil 10a des Vorratsbehälters 10 konstant gehalten wird.

Der Stoffturmbehälter des Teilstoffs M₁ ist groß, z. B. ein Vorratsbehälter 10 von ca. 1000 m³, in welchem die Kon sistenz Cs_10b im oberen Teil 10b des Stoffturms typischerwei se 10-14% beträgt. Der neue Stoff wird in den oberen Teil 10b des Stoffturms 10 (in der Figur nicht gezeigt) geführt und im unteren Teil 10a des Vorratsbehälters 10 wird die Konsistenz Cs_10a auf ein Niveau von 4% gesenkt, indem der Stoff in Umlauf gebracht und Verdünnungswasser (in der Figur nicht gezeigt) zugeführt wird. Im unteren Teil des Stoff turmbehälters 10 befindet sich auch die erste Mischanlage S₁₀, mit der die Konsistenz des Stoffs im unteren Teil 10a des Stoffturms 10 konstant gehalten wird.

Die Menge des mit der ersten Pumpe 11 zu pumpenden Stoffdurchflusses F₁₁ wird in der ersten Speiseleitung 13b im Punkt C gemessen und mit dem mit der ersten Pumpe ver bundenen zweiten Durchflußregler FIC2 geregelt. Der zweite Durchflußregler FIC2 erhält seinen Sollwert in weiter unten erläuterter Weise. Der zweite Durchflußregler FIC2 errechnet die Drehzahl der ersten Pumpe 11 und der Drehzahlregler SIC2 regelt die Drehzahl der ersten Pumpe 11 auf den gewünschten Wert.

In der ersten Speiseleitung 13b wird im Punkt B die Konsistenz des aus dem Stoffturm 10 mit der ersten Pumpe 11 in den Dosierbehälter 20 zu pumpenden Stoffs gemessen. Mit dem ersten Konsistenzregler QIC1 kann der erste Durchfluß regler FIC1 direkt geregelt werden, mit dem die auf die Saugseite der Pumpe 11 zu führende Verdünnungswasserströmung F₁₅ geregelt wird. Hier kann auch ein effektiveres Verfahren eingesetzt werden, bei dem der erste Konsistenzregler QIC1 das Verhältnis der ersten Verdünnungswasserströmung F₁₅ und der in der ersten Speiseleitung 13b im Punkt C gemessenen von der ersten Pumpe 11 gespeisten Verdünnungswasserströmung F₁₁ regelt. Wenn sich der von der ersten Pumpe 11 gespeiste Stoffdurchfluß F₁₁ ändert, ändert sich auch der Sollwert des ersten Durchflußreglers FIC1, und der erste Durchflußregler FIC1 ändert schnell die erste Verdünnungswasserströmung F₁₅. Damit kann der erste Konsistenzregler QIC1 derart abgestimmt werden, daß er die vom Stoffturm 10 kommenden Konsistenz schwankungen eliminiert.

Der erste Durchflußregler FIC1 erhält die Durchfluß information F₁₅ des ersten Verdünnungswassers von dem Meß punkt D in der Speiseleitung der ersten Verdünnungswasser strömung und regelt mit dem ersten Regelventil SV1 den Durchfluß wie gewünscht. Die Regelung eliminiert die in der Verdünnungswasserleitung auftretenden Druckstörungen und zum Teil die verschleißbedingten Probleme des Regelventils SV1.

Im Dosierbehälter 20 wird der Stoff mit einer zweiten Mischanlage S₂₀ kräftig gemischt, damit eine gleichmäßige Konsistenz für die Dosierung erzielt wird. Mit der dritten Pumpe 21 wird der Teilstoff M₁ in den Situationen nach Fig. 2, 3 und 4 in das Mischrohr der Teilstoffe gespeist. Insbe sondere erfordert die Prozeßanordnung nach Fig. 2, 3 und 4 eine genaue Dosierung des Teilstoffs M₁ aus dem Dosierbehäl ter 20. Damit muß die Konsistenz im ganzen Dosierbehälter 20 gleichmäßig sein und in dem vom Dosierbehälter 20 zur drit ten Pumpe 21 führenden Speiserohr 21a muß ein gleichmäßiger Speisedruck herrschen.

Die Stoffoberfläche L20 im Dosierbehälter 20 kann mit der bloßen Höhenstandsregelung auf konstanter Höhe gehalten werden. Dabei ist die Saugseite der zweiten Pumpe 12 direkt mit dem Dosierbehälter 20 verbunden und der Meßpunkt F des vierten Höhenstandsreglers LIC4 befindet sich im Dosierbe hälter 20, womit der Pumpbehälter 20a nicht erforderlich ist. In dieser Situation steuert der vierte Höhenstandsreg ler LIC4 den mit der zweiten Pumpe 12 verbundenen vierten Durchflußregler FIC4, der wiederum den mit der zweiten Pumpe 12 verbundenen vierten Drehzahlregler SIC4 steuert. Die Rücklaufströmung F₁₂ vom Dosierbehälter 20 wird dabei direkt aufgrund des Höhenstands L20 des Dosierbehälters 20 gere gelt.

In Fig. 5 wird die Höhenstandsregelung des Dosierbehäl ters 20 anders durchgeführt. Vom Dosierbehälter 20 führt ein Überlauf F₁₃ zum Pumpbehälter 20a, aus dem der Stoff mit der zweiten Pumpe 12 zurück in den unteren Teil 10a des Stoff turms 10 geführt wird. Der Höhenstand L4 des Stoffs im Pumpbehälter 20a wird im Punkt F im Pumpbehälter 20a gemessen und das Meßergebnis kann zum vierten Höhenstandsregler LIC4 übertragen werden, der den vierten Drehzahlregler SIC4 steu ert, mit dem die Drehzahl der zweiten Pumpe 12 geregelt wird. Dadurch kann der Höhenstand L4 des im Pumpbehälter 20a vorhandenen Stoffs konstant gehalten werden.

Wenn der Höhenstand L4 des im Pumpbehälter 20a vorhan denen Stoffs innerhalb eines gewünschten Bereichs wandern darf, kann der oben genannte vierte Höhenstandsregler LIC4 auf im folgenden erläuterte neue Weise gebildet werden.

Der Sollwert SP4 des vierten Durchflußreglers FIC4 wird aus folgender Gleichung errechnet:

SP4 = K0 + K1.L4 (1)

wobei L4 der im Pumpbehälter 20a gemessene Höhenstand ist und K0 und K1 Konstanten sind. Wenn die Oberfläche L4 des Stoffs im Pumpbehälter 20a steigt, nimmt die Zulaufströmung entsprechend zu. Die von der zweiten Pumpe 12 erzeugte Stoffströmung F₁₂ wird in der zweiten Speiseleitung 14b im Punkt I gemessen. Die Meßdaten werden auch zum fünften Durchflußregler FFIC5 übertragen, der weiter unten erläutert wird.

In die zum unteren Teil 10a des Stoffturms 10 führende zweite Speiseleitung 14b wird außerdem im Punkt G Verdün nungswasser zugeführt, um die gewünschte Konsistenz des im unteren Teil 10a des Stoffturms 10 vorhandenen Stoffs zu erzielen. Diese zweite Verdünnungswasserströmung F₁₆ wird mit dem dazu vorgesehenen sechsten Durchflußregler FFIC6 geregelt, der das sechste Regelventil SV6 regelt. Der Soll wert SP6 des sechsten Durchflußreglers FFIC6 kann aufgrund der im Punkt D gemessenen Durchflußdaten der ersten Verdün nungswasserströmung F₁₅ und anderer den Prozeß charakteri sierender Rennziffern errechnet werden.

Der Sollwert SP6 des sechsten Durchflußreglers FFIC6 kann auch mit einer alternativen Methode durch Anwendung der Verhältnisregelung ermittelt werden. Wenn die Konsistenz des mit der ersten Pumpe 11 aus dem unteren Teil 10a des Stoff turms 10 zu pumpenden Stoffs steigt, so erhöht der erste Konsistenzregler QIC1 die Menge der Verdünnungswasserströ mung F₁₅. Damit die Konsistenz im unteren Teil 10a des Stoffturms 10 auf das gewünschte Niveau sinkt, ist auch die zweite Verdünnungswasserströmung F₁₆ zu erhöhen.

Auf dieser Tatsache beruhend kann der Sollwert des mit der Verdünnungswasserströmung F₁₆ verbundenen sechsten Durchflußreglers FIC6 aus folgender Gleichung errechnet werden:

SP6 = K1.F(E) + K2.F(D) (2)

wobei K1 und K2 empirische von den Funktionspunkten abhängi ge Konstanten sind, F(E) der Durchfluß im Punkt E und F(D) der Durchfluß im Punkt D sind.

Der Ausdruck K2.F(D) unterstützt den ersten Durchfluß regler FIC1 ständig im Funktionsbereich zu bleiben und mit dem Ausdruck K1.F(E) wird die Differenz zwischen der mit der Stoffdosierungsströmung F₁ aus dem Kreislauf austretenden Wassermenge und der aus dem unteren Teil 10a des Stoffturms 10 mit der Zulaufströmung F₁₁ in den Kreislauf eintretenden Wassermenge einschließlich der Verdünnungswässer berück sichtigt.

Die Berechnung des Sollwertes des zweiten Durchfluß reglers FIC2 erfolgt im fünften Durchflußregler FFIC5 auf folgende Weise:
Der Sollwert SP2 im Punkt C der aus dem unteren Teil 10a des Stoffturmes 10 mit der ersten Pumpe 11 in den Do sierbehälter 20 zu speisenden Stoffströmung F₁₁ wird aus folgender Gleichung errechnet:

SP2 = K1 + F(E) (3)

wobei F(E) der im Punkt E gemessene Dosierungsdurchfluß F₁ und K1 ein Korrekturfaktor ist. K1 kann auch eine Konstante sein, womit die von der ersten Pumpe 11 erzeugte Zulaufströ mung F₁₁ zum Dosierbehälter 20 die ganze Zeit um die genann te Konstante größer ist als die mit der dritten Pumpe 21 aus dem Dosierbehälter 20 entfernte Dosierströmung F₁. In dieser Situation pumpt die zweite Pumpe 12 den überflüssigen Stoff in den Stoffturm 10 zurück.

Der oben genannte Korrekturfaktor K1 kann auch z. B. nach folgender Gleichung ermittelt werden:

K1_n = K1_n-1 + K2.(FSP(I_n) - F(I_n))

wobei FSP(I) der Sollwert der Rücklaufströmung F₁₂ im Punkt I und F(I) die tatsächliche gemessene Rücklaufströmung F₁₂ im Punkt I ist. In einer Situation, in der der gemessene Durchflußwert der von der zweiten Pumpe 12 erzeugten Stoff strömung F₁₂ kleiner ist als der entsprechende Sollwert, steigt der Sollwert SP2 der ersten Pumpe 11 und im entge gengesetzten Fall sinkt er. Bei dieser Anordnung kann z. B. die bei der Faserrückgewinnung in die Stoffzuführungsströ mung F₁₁ kommende, hinsichtlich des Regelungskreises unbe kannte Stoffströmungserhöhung oder -minderung berücksichtigt werden derart, daß die von der zweiten Pumpe 12 gespeiste Rücklaufströmung F₁₂ den gewünschten Wert behält. Wenn die im Punkt I gemessene Rücklaufströmung F(I_n) der zweiten Pumpe 12 größer ist als der Sollwert FSP(I_n) der Rücklauf strömung der zweiten Pumpe 12, verringert der Korrekturaus druck K1 die von der ersten Pumpe 11 gespeisten Stoffströ mung F₁₁, bis der Gleichgewichtszustand erreicht wird und umgekehrt.

Bei der oben erläuterten Ausführungsform wird an den Pumpen 11, 12 und 13 Drehzahlregelung zwecks Regelung der von ihnen erzeugten Stoffströmungen F₁₁, F₁₂ und F₁ angewen det. Anstelle der Drehzahlregelung kann zur Regelung der Stoffströmungen ein an der jeweiligen Pumpe angeordnetes Regelventil verwendet werden. Dabei läuft die Pumpe mit konstanter Drehzahl und der Stoffdurchfluß wird mit dem Regelventil geregelt, mit dem der Stoffdurchfluß gedrosselt werden kann. Es ist auch möglich, sowohl eine Drehzahlrege lung der Pumpe als auch ein Regelventil in den Regelungen der Stoffströmungen zu verwenden.

In Fig. 5 ist auch ein andeutungsweise eingezeichneter Anschluß der Zuführungsströmung F₁₁ zur Mahlung JAU und zur Faserrückgewinnung KTO möglich. In der Mahlung wird der Teilstoff, der gemahlen werden soll, durch den Refiner ge führt, wonach er in die erste Speiseleitung 13b zurückkehrt. Dieselbe Strömung, die zu den Refinern geht, kehrt von den Refinern zurück. Bei der Faserrückgewinnung durchläuft der Teilstoff, z. B. Zellstoff, die Faserrückgewinnung, bei der in diesen aus dem Siebwasser mit einem Scheibenfilter rück gewonnene Fasern, Asche oder Feinstoffe eingebunden werden können. Dabei sind die zur Faserrückgewinnung gehende Strö mung und die von dort zur ersten Speiseleitung 13b zurück kehrende Strömung nicht unbedingt gleich groß.

Claims

1. Verfahren zur Regelung des Höhenstandes (L20) eines Dosierbehälters (20) und der Konsistenz (CS₂₀) eines Teilstoffes (M₁), wobei das Verfahren folgende Stufen umfasst:
der Teilstoff (M₁) wird als Zulaufströmung (F₁₁) vom unteren Teil (10a) eines Stoffturmbehälters (10) mit einer ersten Pumpe (11) in den Dosierbehälter (20) gespeist, in welche genannte Zulaufströmung (F₁₁) eine erste Verdünnungswasserströmung (F₁₅) gebracht wird, mit der die gewünschte Konsistenz des in den Dosierbehälter (20) zu speisenden Teilstoffs geregelt wird,
der Teilstoff (M₁) wird zur Erzielung einer gleichmäßigen Konsistenz im Dosierbehälter (20) kräftig (S₂₀) in den Dosierbehälter (20) gemischt,
der Teilstoff (M₁) wird aus dem Dosierbehälter (20) mit einer dritten Pumpe (21) als Dosierungsströmung (F₁) in den primären Kreislauf einer Papier- oder Kartonmaschine gespeist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich folgende Stufen umfasst:
der Höhenstand (L20) des Dosierbehälters (20) wird mit einem Höhenstandsregler (LIC4) des Dosierbehälters (20) konstant gehalten,
der Teilstoff (M₁) wird mit einer zweiten Pumpe (12) als eine vom Höhenstandsregler des Dosierbehälters gesteuerte Rücklaufströmung (F₁₂) vom Dosierbehälter (20) in den unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) zurückgeführt, wobei der Rücklaufströmung (F₁₂) eine zweite Verdünnungswasserströmung (F₁₆) zugeführt wird, mit der die gewünschte Konsistenz des unteren Teils (10a) des Stoffturmbehälters (10) geregelt wird,
der Teilstoff (M₁) wird zur Erzielung einer gleichmäßigen Konsistenz im unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) kräftig (S₁₀) im unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) gemischt.

2. Verfahren zur Regelung des Höhenstandes (L20) des Dosierbehälters (20) und der Konsistenz (CS₂₀) eines Teilstoffes (M₁), wobei das Verfahren folgende Stufen umfasst:
der Teilstoff (M₁) wird aus dem unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) in die zur Saugseite der ersten Pumpe (11) führende Austrittsleitung (13a) geführt, von der der Teilstoff mit der ersten Pumpe (11) als Zulaufströmung (F11) durch die erste Speiseleitung (13b) hinter der ersten Pumpe (11) in den Dosierbehälter (20) gespeist wird, wo der Teilstoff (M₁) zur Erzielung einer gleichmäßigen Konsistenz (CS₂₀) kräftig in den Dosierbehälter (20) gemischt (S₂₀) wird,
in den Teilstoff (M₁) wird eine erste Verdünnungswasserströmung (F₁₅) in einem Punkt A zwischen dem unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) und der ersten Pumpe (11) in die erste Austrittsleitung (13a) geleitet, mit welcher ersten Verdünnungswasserströmung (F₁₅) die Konsistenz des in den Dosierbehälter (20) zu speisenden Teilstoffs (M₁) auf das gewünschte Niveau geregelt wird,
der Teilstoff (M₁) wird mit einer dritten Pumpe (21) aus dem Dosierbehälter (20) als Dosierungsströmung (F₁) durch die Dosierleitung (23) in den primären Kreislauf der Papier- oder Kartonmaschine gespeist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich folgende Stufen umfasst:
der Teilstoff (M₁) wird mit dem Überlauf (F₁₃) aus dem Dosierbehälter (20) in den Pumpbehälter (20a) geleitet, mit welchem Überlauf (F₁₃) der Höhenstand (L20) des Dosierbehälters (20) auf einem konstanten Wert gehalten wird,
der Teilstoff wird aus dem Pumpbehälter (20a) in die zur Saugseite der zweiten Pumpe (12) führende zweite Austrittsleitung (14a) geführt, von der der Teilstoff (M₁) mit der zweiten Pumpe (12) als Zulaufströmung (F₁₂) durch die zweite Speiseleitung (14b) hinter der zweiten Pumpe (12) in den unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) zurück gespeist wird, wo der Teilstoff (M₁) zur Erzielung einer gleichmäßigen Konsistenz (CS₁₁) kräftig in den unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) gemischt (S₂₀) wird,
in den Teilstoff (M₁) wird in einem Punkt (G) zwischen der zweiten Pumpe (12) und dem unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters eine zweite Verdünnungswasserströmung (F₁₆) in die genannte zweite Speiseleitung (14b) geleitet, mit welcher zweiten Verdünnungswasserströmung (F₁₆) die gewünschte Konsistenz der in den unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) zu speisenden Teilstoffrückführungsströmung (F₁₂) geregelt wird, damit die Konsistenz (CS₁₁) im unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) auf dem konstanten Wert bleibt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verdünnungswasserströmung (F₁₅) aufgrund der in einem Punkt (B) der ersten Speiseleitung (13b) zwischen dem Dosierbehälter (20) und der ersten Pumpe (11) gemessenen Konsistenz des Teilstoffs (M₁) geregelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verdünnungswasserströmung (F₁₅) mit einem ersten Regelventil (SV1) aufgrund der im Punkt (B) der ersten Speiseleitung (13b) gemessenen Konsistenz (CS₁₁) des Teilstoffs (M₁) sowie aufgrund des aus der in einem Punkt (C) der ersten Speiseleitung (13b) zwischen dem Punkt (B) und dem Dosierbehälter (20) gemessenen Strömung (F₁₁) des Teilstoffes (M₁) und aufgrund der in einem Punkt (D) der Speiseleitung der ersten Verdünnungswasserströmung vor dem ersten Regelventil (SV1) gemessenen ersten Verdünnungswasserströmung (F15) gebildeten Verhältnisses geregelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verdünnungswasserströmung (F₁₆) aufgrund der im Punkt (D) gemessenen ersten Verdünnungswasserströmung (F₁₅) durch direkte Verhältnisregelung geregelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verdünnungswasserströmung (F₁₆) aufgrund der im Punkt (D) gemessenen ersten Verdünnungswasserströmung (F₁₅) und der in einem Punkt (E) der Dosierleitung (23) gemessenen Dosierströmung (F₁) des Teilstoffes (M₁) geregelt wird, wobei die Differenz der in der Teilstoffdosierströmung (F₁) aus dem Dosierbehälter (20) austretenden Wassermenge und der mit der Teilstoffzulaufströmung (F₁₁) in den Dosierbehälter (20) eintretenden Wassermenge einschließlich der Verdünnungswässer berücksichtigt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufströmung (F₁₁) des Teilstoffs (M₁) vom unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) zum Dosierbehälter (20) um die Konstante (K1) größer geregelt wird als die im Punkt (E) der Dosierleitung (23) gemessene Teilstoffdosierströmung (F₁).

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der die Zulaufströmung (F₁₁) des Teilstoffs (M₁) regelnde Sollwert (SP2) des Strömungsreglers (FIC2) aus folgender Gleichung errechnet wird:
SP2 = K1 + F(E),
wobei F(E) die Strömung im Punkt (E) und K1 ein Korrekturfaktor ist, mit dem die Strömung in einem Punkt I zwischen dem Punkt (G) und der zweiten Pumpe (12) auf die gewünschte Strömung FSP(E) abgestimmt wird aus der Gleichung:
K1_n = K1_n-1 + K2.(FSP(I_n) - F(I_n)).

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufströmung (F₁₂) des Teilstoffs (M₁) vom Pumpbehälter (20a) in den unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) aufgrund des in einem Punkt (F) direkt am Pumpbehälter (20a) gemessenen Höhenstands (L4) geregelt wird, womit die Oberfläche (L4) des Pumpbehälters (20a) auf konstantem Niveau bleibt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufströmung (F₁₂) des Teilstoffs (M₁) vom Pumpbehälter (20a) in den unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) durch Errechnung des Stellwertes (SP4) des die Rücklaufströmung (F₁₂) regelnden vierten Strömungsreglers (FIC4) aus folgender Gleichung geregelt wird:
SP4 = K0 + K1.L4
wobei (L4) der im Punkt (F) am Pumpbehälter (20a) gemessene Höhenstand (L4) ist und (K0) und (K1) Konstanten sind, womit der Höhenstand (L4) des Pumpenbehälters (20a) wandert derart, dass bei steigender Oberfläche auch die Rücklaufströmung (F₁₂) zunimmt und bei fallender Oberfläche auch die Rücklaufströmung (F₁₂) abnimmt.